论述机械原理-第六章机械的平衡.ppt

青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第六章 机械的平衡 §6－1 机械平衡的目的及内容 §6－2 刚性转子的平衡计算 §6－3 刚性转子的平衡实验 §6－4 转子的许用不平衡量 §6－5 平面机构的平衡 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 §6－1 机械平衡的目的及内容 一、平衡的目的 大多数机械都是由回转构件和作往复运动的构件所组成，除了中心惯性主轴与回转轴线重合，且作等速回转的构件外，其它所有的构件都要产生惯性力。 P=ma=Geω2/g 举例：已知图示转子的重量为G=10 N，重心与回转轴线的距离为1 mm，转速为n=3000 rpm, 求离心力P的大小。 =10×10-3[2π×3000/60]2/9.8 =100 N 如果转速增加一倍，n=6000 rpm P=400 N 由此可知：不平衡所产生的惯性力对机械运转有很大的影响。 附加动压力会产生一系列不良后果： P e G G ω P θ P力的大小方向始终都在变化，将对运动副产生动压力。 N21 N21 N21 ω 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 ①增加运动副的摩擦，降低机械的使用寿命。 ②产生有害的振动，使机械的工作性能恶化。 ③降低机械效率。 平衡的目的：研究惯性力分布及其变化规律，并采取相应的措施对惯性力进行平衡，从而减小或消除所产生的附加动压力、减轻振动、改善机械的工作性能和提高使用寿命。 二、平衡的内容 根据构件运动特点形式的不同，平衡问题可归纳为如下两个方面： 1.回转件的平衡 a)刚性转子的平衡 工作转速n(0.6~0.75)ne1转子一阶自振频率。可忽略运动时的轴线变形。平衡时可采用理论力学力系平衡的原理。 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 当转子工作转速n≥(0.6~0.75)ne1，且重量和跨度较大，运转时会产生较大的变形，使离心惯性力大大增加。此类问题复杂，有专门的学科论述。 2)机构的平衡 对平面连杆机构，由于作往复运动和平面运动的构件总是存在加速度，就单个构件而言，是无法平衡的。但可以将整个机构一并考虑，采取措施对总的惯性力或惯性力矩进行平衡。 本章重点介绍刚性转子的平衡问题。 b)挠性转子的平衡 所谓刚性转子的不平衡，是指由于结构不对称、材料缺陷以及制造误差等原因而使质量分布不均匀，致使中心惯性主轴与回转轴线不重合，而产生离心惯性力系的不平衡。根据平衡条件的不同，又可分为静平衡和动平衡两种情况。 静止 运动 ω 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 特点：若重心不在回转轴线上，则在静止状态下，无论其重心初始在何位置，最终都会落在轴线的铅垂线的下方这种不平衡现象在静止状态下就能表现出来，故称为静平衡。 如自行车轮